Основные углеводы пищи
С пищей в организм поступают различные углеводы, которые классифицируются по своей структуре:
- Полисахариды. Основной представитель — крахмал (растительный резервный полисахарид). Он состоит из множества остатков глюкозы, соединенных $\alpha$-1,4- и $\alpha$-1,6-гликозидными связями. Также к этой группе относятся животный гликоген и растительная целлюлоза (клетчатка). Примечательно, что целлюлоза не расщепляется эндогенными ферментами человека.
- Дисахариды. Для всасывания они должны быть расщеплены до мономеров. Важнейшие дисахариды:
- Лактоза (молочный сахар) — состоит из галактозы и глюкозы.
- Сахароза (содержится в свекле и тростнике) — включает глюкозу и фруктозу.
- Мальтоза (образуется при гидролизе крахмала) — состоит из двух остатков глюкозы.
- Моносахариды. Готовые к всасыванию формы: глюкоза, фруктоза и галактоза.
Этапы переваривания в ЖКТ
Гидролиз поли- и дисахаридов происходит последовательно в разных отделах пищеварительного тракта.
Ротовая полость Процесс начинается под действием $\alpha$-амилазы слюны. Этот фермент расщепляет $\alpha$-1,4-гликозидные связи в крахмале. Из-за кратковременного нахождения пищи во рту гидролиз носит лишь частичный характер, а основными продуктами на этом этапе становятся декстрины.
Желудок В желудке переваривание углеводов останавливается. Желудочный сок не содержит специфических ферментов для гидролиза сахаров, а кислая среда инактивирует амилазу слюны.
Тонкий кишечник Это основное место переваривания. В просвете кишечника действует панкреатическая $\alpha$-амилаза, расщепляющая декстрины до мальтозы и изомальтозы. Окончательный гидролиз осуществляют ферментативные комплексы на щеточной кайме энтероцитов (гликоамилазный, сахаразо-изомальтазный и $\beta$-гликозидазный комплексы).
Всасывание моносахаридов
Всасывание образовавшихся моносахаридов — глюкозы, галактозы и фруктозы — происходит через клетки слизистой оболочки кишечника (энтероциты).
Поступление веществ из просвета кишечника внутрь энтероцита осуществляется двумя путями:
- Облегченная диффузия — транспорт с участием специфических белков-переносчиков (характерно для всех трех моносахаридов).
- Вторично-активный транспорт (зависимый от натрия) — специфичен для глюкозы и галактозы. Он идет против градиента концентрации и требует энергии, которую обеспечивает градиент $Na^+$.
Важную роль играет $Na^+, K^+$-АТФаза, расположенная на базальной мембране энтероцита. Она откачивает $Na^+$ из клетки, поддерживая градиент для транспорта глюкозы. Из энтероцита в кровь все моносахариды попадают путем облегченной диффузии, после чего с током портальной крови направляются в печень и далее к тканям.
Патология переваривания
Нарушения процесса переваривания и всасывания углеводов чаще всего связаны с наследственными или приобретенными дефектами кишечных ферментов, а также с поломками систем мембранного транспорта моносахаридов.
В результате углеводы не расщепляются и не всасываются. Накопление осмотически активных сахаров в просвете кишки вызывает осмотическую диарею. Кроме того, непереваренные углеводы ферментируются кишечной микрофлорой. Выделяющиеся при этом газы приводят к метеоризму и абдоминальным болям.
Коротко: ответы на вопросы по теме
Какие специфические белки-переносчики осуществляют вторично-активный транспорт глюкозы в энтероцит?
Вторично-активный транспорт глюкозы в энтероцит осуществляет специфический белок-переносчик SGLT1.
- SGLT1 — осуществляет симпорт глюкозы с ионами $Na^+$ из просвета кишечника в клетки слизистой. Энергию для этого транспорта обеспечивает градиент $Na^+$, создаваемый $Na^+/K^+$-АТФазой.
С помощью каких транспортных белков моносахариды выходят из энтероцита в кровь?
Из энтероцита в кровь моносахариды выходят путем облегченной диффузии.
- Для маршрута «клетки кишечника → кровь» в источниках указан белок-переносчик GLUT2 для глюкозы: пассивный транспорт по градиенту концентрации.
Какие ферментативные активности входят в состав сахаразо-изомальтазного комплекса?
В состав сахаразо-изомальтазного комплекса входят следующие ферментативные активности:
- Сахараза — гидролизует связи в сахарозе.
- Мальтаза — гидролизует связи в мальтозе.
- Изомальтаза — гидролизует связи в изомальтозе.
Чтобы запомнить состав дисахаридов, ориентируйтесь на глюкозу: она есть во всех трех! Сахароза = глюкоза + фруктоза (сладкие фрукты), Лактоза = глюкоза + галактоза (молоко), Мальтоза = глюкоза + глюкоза (двойная порция энергии из крахмала).
Вопросы с занятий и экзамена
Почему углеводы не перевариваются в желудке?
В желудочном соке отсутствуют ферменты, расщепляющие углеводы. Кроме того, кислая среда желудка инактивирует $\alpha$-амилазу слюны, которая начала гидролиз в ротовой полости.
Какая структура образуется при гидролизе крахмала во рту?
Под действием $\alpha$-амилазы слюны крахмал расщепляется частично, образуя крупные фрагменты — декстрины.
Как глюкоза попадает в энтероцит против градиента концентрации?
Транспорт осуществляется путем вторично-активного транспорта, сопряженного с ионами натрия. Энергию для поддержания натриевого градиента обеспечивает $Na^+, K^+$-АТФаза.
Что ещё разобрать по теме
- Структура и типы связей в гликогене и крахмале
- Строение и функции ферментативных комплексов щеточной каймы
- Механизм работы Na+, K+-АТФазы
- Гормональная регуляция уровня глюкозы после всасывания
- Диагностика непереносимости лактозы
Разберите тему целиком в курсе «Биохимия»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Переваривание и всасывание углеводов» и ещё 3 574 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 115 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Обмен углеводов»
Бесплатные видеоуроки: биохимияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.